Ухо. Норма и патология

Органы чувств человека, строение отдельных элементов (рецепторов, проводящих путей, анализаторов) и, вообще, эволюционная организация перцептивной системы – очень сложны. Многие компоненты и процессы, которые мы субъективно воспринимаем как обычные, ежеминутные, естественные для нас и потому не нуждающиеся в каких-либо объяснениях («Я просто слышу, и всё!») на самом деле не поддаются искусственному копированию и воспроизведению даже на нынешнем этапе научно-технического прогресса. Микрофоны, свето- и цветочувствительные матрицы, сенсорные тач-скрины, уловители запахов построены на несколько иных принципах, чем природные органы чувств (хотя и пытаются что-то заимствовать у последних), а искусственных анализаторов вкуса вообще еще не существует. Да, отдельные виды и параметры чувствительности мы сумели воссоздать и даже превзойти (у науки есть, например, инфракрасное и рентгеновское «зрение», микроскопы и телескопы, ультразвуковые датчики, газоанализаторы и т.д.), но собрать пять широкополосных и высокочувствительных, экономных, надежных модулей восприятия в столь компактном «устройстве», каким является человеческий организм, пока сумела лишь бесконечно терпеливая и изобретательная биологическая эволюция.

Строение органов чувств мы начинаем изучать еще в школе; те из нас, кто не становится потом специалистами в медико-биологических науках, все же выносят в памяти какие-то смутные представления о колбочках и молоточках, палочках и наковаленках, ворсинках и цилиндриках.

Орган слуха «начинается» с ушной раковины – внешнего приемника воздушных звуковых волн. Ушная раковина человека имеет удивительно замысловатую форму, причем эта конфигурация, конечно, не случайна, она «получилась» оптимальной для данного вида млекопитающих, да еще и широко варьирует в индивидуальных случаях; благодаря ей мы можем не только услышать звук, но и с достаточной точностью определить его место в пространстве (останься наши уши подвижными – точность была бы еще выше, но, как говорится, и на том спасибо). Состоит ушная раковина из хрящевой, жировой, кожной тканей. Далее вглубь уходит наружный воздухоносный слуховой проход, обычно длиной 2,5-3 см и диаметром около 0,7 см, состоящий из костно-хрящевого каркаса и прикрытый слоем кожи, где содержится большое количество церуминозных железок – они вырабатывают секрет с увлажняющими, смазывающими и антисептическими свойствами.

Барабанная перепонка, – мембрана, непосредственно воспринимающая колебания воздуха, – служит границей между наружным и средним ухом. Среднее ухо представляет собой систему полостей в височной кости. Главной каверной-пещерой выступает барабанная полость объемом примерно в один кубический сантиметр, играющая роль акустического резонатора и усилителя. В барабанной полости находятся мельчайшие кости человеческого скелета: молоточек, срощенный «рукояткой» с барабанной перепонкой, наковальня и стремечко, которое сопряжено с внутренним ухом. Этот поразительный, сугубо механический «колебательный контур» без всяких микросхем или вакуумных электроламп многократно усиливает акустическое давление, передаваемое от барабанной перепонки внутреннему уху. Барокомпенсатором служит слуховая (евстахиева) труба, – узкий канал, соединяющий барабанную полость с носоглоткой. Устье открывается и давление выравнивается по мере необходимости, – например, во время глотания или при зевоте, которая рефлекторно «прочищает» заложенные перепадом давления уши.

В толще височной кости сокрыт т.н. (перепончатый) лабиринт, или внутреннее ухо. Название «лабиринт» полностью соответствует стереометрической сложности этой структуры. Со средним ухом лабиринт связывают овальное и круглое окна улитки – скрученного в спираль канала с осевым стержнем и двумя внутренними мембранами. Круглое «входное» окошко в улитку закрыто чувствительной перепонкой, овальное – основанием стремечка. Совокупность паренхиматозных клеток улитки, т.н. кортиев орган, преобразует поступающие из среднего уха механические колебания в электрохимические нервные импульсы. Этот сигнал улавливается окончаниями преддверно-улиткового нерва (VIII пара черепных нервов), проводится затем в слуховые центры коры головного мозга, расположенные преимущественно в височных долях, и, в конечном счете, воспринимается человеком как звуковое ощущение. Каким образом мы различаем тональность, локализуем местонахождение источника звука, распознаем речь – интереснейшие вопросы, но они относятся уже к функциям мозга, т.е. выходят за тематические рамки статьи.

Здесь же, в каналах внутреннего уха, сосредоточена вестибулярная система – совокупность узкоспециализированных клеток-рецепторов волоскового типа, специфическим раздражителем для которых выступают, фактически, гравитационные векторы: положение тела в пространстве и наличие/отсутствие ускорения. Традиционно в число основных чувств человека пространственная ориентация не включается, хотя суть вестибулярной системы именно такова: это наш орган равновесия и, таким образом, один из органов чувств (подобно тому, как одной из многочисленных функций придаточных пазух носа, или параназальных синусов, гипотетически является чувство воздушного давления. – См. «Синусит»).

В заключение этого краткого обзора необходимо признать, что о механизмах функционирования органов слуха и равновесия в настоящее время известно далеко не всё.

В последние десятилетия очень многие потребители электронной техники придирчиво изучают т.н. амплитудно-частотные характеристики звуковоспроизводящих устройств – наушников, колонок, телефонных динамиков и т.д. Даже если мы не можем вразумительно объяснить самим себе, почему это так важно для нас, интуитивно все же понимаем: чем этот диапазон шире, тем лучше, сочней, богаче, естественней будет звук. Спектральная полоса слышимых человеком частот очень индивидуальна и зависит от множества факторов (возраст, врожденные особенности строения, перенесенные травмы и акустические перегрузки, ЛОР-заболевания и т.д.). В среднем, этот интервал простирается от низких, или басовых обертонов частотой 16-18 Герц (колебаний в секунду) до высоких, или дискантных частот 18-20 кГц (тысяч колебаний/сек). Все, что выходит за рамки этого диапазона, ухом человек не слышит, поэтому следует понимать: если мы покупаем аппаратуру класса Hi-Fi или Hi-End, в паспорте которой может быть указана полоса воспроизводимых частот, например, от 5 до 30000 Гц, – то ультразвуковыми «верхами» заявленного спектра мы порадуем разве что своих домашних животных, а «низами» – соседей, которые не замедлят выразить нам глубокую благодарность за это. Заметим также, что инфразвук в интервале 5-9 Герц при достаточной мощности чрезвычайно опасен для человека, т.к. совпадает с собственной резонансной частотой человеческого организма и может, – если такой резонанс действительно наступит, – привести к катастрофическим психическим и физическим эффектам, вплоть до механического «разваливания» тела на отдельные элементы. В исторической литературе можно встретить упоминания о том, как в особо патетические моменты мессы увлекшийся органист исторгал из своего могучего духового инструмента настолько громкие и поучительные басовые ноты, что прихожане католического или протестантского храма разбегались в совершеннейшей панике, общей психической дезорганизации и крайне плохом соматическом самочувствии, – что впоследствии было объяснено именно тем, что в тембре орга́на могли появляться инфразвуковые составляющие. На этом же эффекте основан сюжет множества фантастических и приключенческих произведений, где какое-нибудь «гиблое место» на поверку оказывалось природным генератором или усилителем инфразвуковых колебаний. И этот же принцип используется в попытках разработки инфразвукового оружия массового поражения, каковая идея не дает покоя «борцам за справедливость и мир во всем мире». Такое оружие было бы, попросту говоря, кошмарным; к счастью, ни в одной стране оно пока не производится серийно и не состоит на вооружении в регулярной армии, – этот принцип очень сложно осуществить на практике, ибо для создания достаточно интенсивного инфразвука требуются мощнейшие звукоизлучатели гигантских размеров (не менее 45-50 метров в диаметре).

Возвращаясь к высококачественной бытовой медиа-технике, заметим, что ее производители, возможно, не особо грешат против истины. Смысл указывать в спецификации частотный интервал, выходящий за пределы реально слышимых человеком частот, все-таки есть, и заключается он в гарантии того, что уж свою-то индивидуальную полосу вы услышите в полном спектре и сбалансированных пропорциях, независимо от громкости звука. Кроме того,  басовые, самые низкие частоты ощущаются не столько слухом, сколько вестибулярной и осязательной системами («пол дрожит под ногами»).

Громкость звука принято измерять в децибелах. Это всем известная, но довольно сложная для понимания (если вы не математик) логарифмическая шкала внесистемных единиц. Не по линейному, а по логарифмическому же, ступенчатому принципу меняется интенсивность испытываемых человеком ощущений (в зависимости от мощности раздражителя), – этот феномен известен в гуманитарных науках как закон Вебера-Фехнера. Нижний порог чувствительности человеческого уха в норме равен нулю децибел. Мы слышим малейший шорох на расстоянии, но, вместе с тем, способны без последствий для себя пережить громоподобный старт космического корабля, наблюдая его с не особо удаленной трибуны для зрителей. Тренированный слух акустиков, саунд-инженеров, шпионов, охранников или звукорежиссеров, – равно как и богатое воображение поэтов, – может, наверное, различить звук растущей травы или ползущей по стенам тени. Если же человек достаточно долго остается в условиях так называемой сенсорной изоляции, в т.ч. абсолютной тишины, то работающие вхолостую перцептивно-аналитические зоны ЦНС начинают продуцировать собственные, галлюцинаторные ощущения: человек слышит то, чего в действительности нет, и, таким образом, в порядке абсурда нижний порог слуховой чувствительности можно было бы измерять также в отрицательных или мнимых децибелах.

Для того, чтобы сориентироваться в шкале децибел, представим себе следующее. От нуля до пяти децибел мы, фактически, не слышим ничего. 15-20 децибел – это шепот или шелест листьев. Громкость в 30 децибел превышает нижний порог слуховой чувствительности примерно в тысячу раз и соответствует громкому назойливому тиканью настенных часов-ходиков. 70-75 дБ – скандал с воплями или дружный хохот в метре от нас. 80-85 дБ – мотоцикл или мощный пылесос. 100 дБ – раскат грома, вгрызающаяся рядом в дерево бензопила, вагон метро на пиках громкости (к слову, европейские нормы запрещают производить и продавать наушники, создающие звуковое давление свыше 100 дБ). Примерно 120 децибел развивает отбойный молоток, 130 – стартующий реактивный самолет, если прислушиваться с обочины взлетной полосы.

Всё, что по громкости превышает 80-90 дБ, для человеческого органа слуха при длительном воздействии вредно, а звук громкостью свыше 120-130 децибел превосходит болевой порог и наносит акустическую травму. 140-150 децибел (выстрел из охотничьего ружья, если конечная часть ствола находится возле уха) вызывает контузию. При 160 децибелах давление в звукопроводящих путях таково, что может наступить разрыв барабанной перепонки, а при 200 дБ и выше – смерть.

Тугоухость является профессиональным заболеванием работников «шумных» производств, передовиков рок-сцены, а также тружеников и завсегдатаев ночных клубов, где психоделический эффект увеселения достигается оглушительным низкочастотным «умца-умца».

Поэтому, напичкав свою машину таким «автозвуком», который и без бензина может выкатить ее куда-то за Уральский хребет, или же став счастливым обладателем бытовых акустических систем с мощностью «МиГ-29» и примерно такими же габаритами, – не спешите форсировать басы и доворачивать ручку громкости до предела. Оно-то, конечно, драйвово, да и людям слыхать даже в соседней области, – какой вы круче всех, – но очень уж это неполезно для ваших нежных ушей; гораздо престижней и мужественнее будет сохранить слух более-менее нормальным до глубокой старости. Любой профессионал в области звука вам скажет: качество аппаратуры по-настоящему оценивается как раз на минимальной и средней громкости, – оценивается по способности равномерно воспроизводить все частотные полосы (а не только «телефонную линию» в 1-3 тысячи Герц, наиболее слышимую для человека); именно для этого нужны большие динамики и сабвуферы.

Очевидно, что столь сложная система, какой является орган слуха, должна быть подвержена множеству расстройств, дисфункций и заболеваний. Увы, это действительно так: согласно оценкам ВОЗ, в той или иной степени проблемы со слухом испытывают свыше миллиарда человек на земном шаре (примерно каждый седьмой из нас), а в возрасте старше 65 лет доля лиц с тугоухостью возрастает до 43% и в «возрастных» выборках увеличивается с каждым прожитым десятилетием.

Тугоухость или полная глухота по времени возникновения может быть как врожденной, так и приобретенной, а по характеру поражения – кондуктивной, нейросенсорной или смешанной. Причины чрезвычайно разнообразны.

Так, к основным причинам врожденной тугоухости относятся вредоносные факторы, действующие на этапе внутриутробного развития, родовые травмы, а также некоторые наследственные хромосомные синдромы.

Приобретенная тугоухость/глухота чаще всего связана с черепно-мозговой или ототравмой (лидирует травматическая перфорация барабанной перепонки), профессиональными и/или экологическими вредностями (прежде всего, шумовым загрязнением), возрастными факторами, острыми и хроническими инфекционно-воспалительными процессами (отитами), развивающимися в различных отделах органов слуха, склерозирующими дистрофическими изменениями в тканях уха, а также с нейродегенеративными заболеваниями, поражающими слуховые рецепторы, проводники или слуховые зоны коры головного мозга.

Медико-социальная значимость проблемы тугоухости, ее доля в показателе DALY (глобальное экономическое бремя болезней) очень высоки, и не случайно в общей оториноларингологии выделились такие сравнительно самостоятельные научно-практические направления, как отология и нейроотология, взрослая и детская сурдология, аудиология – которые прицельно занимаются изучением и лечением заболеваний органов слуха и равновесия.